挑戰(zhàn)24綜合能力題(電學(xué)綜合32題)(原卷版+解析)

2022年中考物理真題《壓軸挑戰(zhàn)》分類匯編（原卷版）挑戰(zhàn)24綜合能力題（電學(xué)綜合28題）1．（2022?岳陽）音樂噴泉是集光機(jī)電技術(shù)于一體的裝置，讓紅、綠、藍(lán)三種色燈照射到水柱上，通過電腦控制三種色燈功率的比例就能讓水柱變換顏色，呈現(xiàn)美輪美奐的視覺效果。圖甲是某段時(shí)間內(nèi)紅、綠兩色燈功率隨時(shí)間變化的圖像。（1）第28s紅燈兩端的電壓為100V，求此時(shí)通過紅燈的電流；（2）請計(jì)算0～30s內(nèi)紅燈和綠燈消耗的總電能；（3）圖乙是控制噴泉水柱工作的模擬電路。AB兩端輸入如圖丙所示的周期性變化的電壓UAB，定值電阻R＝2Ω，D為特殊電子元件。當(dāng)UAB＜6V時(shí)，D兩端的電壓UD＝UAB；當(dāng)UAB≥6V時(shí)，UD恒為6V不變。當(dāng)通過R的電流滿足I≥2A時(shí)，電路啟動噴水，此時(shí)UAB至少為多少伏？該電路工作10min，其中噴水時(shí)間有多少秒？2．（2022?齊齊哈爾）新冠疫情期間，一位熱心市民為小區(qū)卡點(diǎn)志愿者送來了一個(gè)便攜式可折疊電熱壺，如圖甲所示。該型號電熱壺額定電壓為220V，具有加熱、保溫兩擋。保溫?fù)醯念~定功率為200W，內(nèi)部簡化電路如圖乙所示，雙觸點(diǎn)開關(guān)只能在觸點(diǎn)1和2、2和3及3和4之間切換。R1、R2是兩個(gè)阻值不變的發(fā)熱元件，R2＝60.5Ω，現(xiàn)將此電熱壺接到220V的家庭電路中。求：（1）當(dāng)雙觸點(diǎn)開關(guān)接觸觸點(diǎn)（選填“2和3”或“3和4”）時(shí)為保溫?fù)?。?）R1的電阻是多少？加熱擋的電功率是多少？（3）若電熱壺內(nèi)裝有0.5L的水，現(xiàn)用加熱擋使水從20℃升高到100℃，加熱效率為80%，則需要加熱多少秒？[c水＝4.2×103J/（kg?℃）]3．（2022?天津）小明利用如圖甲所示電路研究“電流與電壓關(guān)系”時(shí)，閉合開關(guān)S，滑動變阻器的滑片從右端移動到左端的整個(gè)過程中，定值電阻的U﹣I關(guān)系圖象如圖乙所示。其中U0、Um、I0均為已知量，電源電壓不變。請解答如下問題：（1）寫出電源電壓值；（2）在圖乙所示的坐標(biāo)系中，畫出滑片整個(gè)移動過程中滑動變阻器的U﹣I關(guān)系圖象，并標(biāo)出端點(diǎn)的坐標(biāo)；（3）滑片移動過程中，當(dāng)電壓表V1示數(shù)由U1變?yōu)閁2時(shí)，電流表示數(shù)增加了ΔI，請你推導(dǎo)出定值電阻的電功率變化量ΔP的數(shù)學(xué)表達(dá)式（用U1、U2和ΔI表示）。4．（2022?黑龍江）小李同學(xué)家購置一臺電熱油汀取暖器簡稱電熱油汀，它是一種安全可靠的空間加熱器，外觀及銘牌如圖甲和表格所示。據(jù)了解，該電熱油汀的工作物質(zhì)是一種油，這種油的密度ρ＝0.8×103kg/m3，比熱容約為c＝2.0×103J/（kg?℃）。**電熱油汀額定電壓220V額定功率1100W液體質(zhì)量20kg請你分析并解答：（1）該電熱油汀正常工作10min，油汀中油升高的溫度（不考慮熱量損失）；（2）電熱油汀電熱絲的阻值大??；（3）為了使電熱油汀的實(shí)際加熱功率可以調(diào)節(jié)，他找來一個(gè)舊的電位器（滑動變阻器），只能看清上面有“6A”字樣，經(jīng)測試最大阻值只能調(diào)到176Ω，將它串聯(lián)在電路中對電熱油汀進(jìn)行改裝，改裝后的簡化電路圖如圖乙所示。請你計(jì)算改裝后電熱油汀的實(shí)際加熱功率變化范圍；（4）該同學(xué)了解到此電熱油汀的工作物質(zhì)是一種油后，對此他產(chǎn)生了疑問，為什么不使用水呢？除油的密度較小外，請從物質(zhì)性質(zhì)的其它方面找出一條使用該油的好處。5．（2022?湖北）圖甲是某小區(qū)電梯的結(jié)構(gòu)示意圖，它是由轎廂（500kg）、配重（400kg）、滑輪、纜繩、鋼絲繩和電動機(jī)組成，繩重和摩擦忽略不計(jì)。為了安全，電梯設(shè)置了超載自動報(bào)警系統(tǒng)，如圖乙。閉合控制開關(guān)S1，電梯沒有超載時(shí)，觸點(diǎn)與B接觸，再閉合運(yùn)行開關(guān)S2，電動機(jī)正常工作；超載時(shí)（即控制電路中的電流I＞0.1A），觸點(diǎn)與A接觸，電鈴發(fā)出報(bào)警鈴聲，即使閉合S2，電動機(jī)也不工作?？刂齐娐冯娫措妷簽?2V，電磁鐵線圈電阻不計(jì)，轎廂內(nèi)底面壓力傳感器R1的阻值與它所受壓力F的關(guān)系如圖丙所示，當(dāng)R1受到2000N壓力時(shí)，R1與定值電阻R2的功率之比為2：1。（1）該電梯空載靜止時(shí)，與轎廂相連的纜繩對轎廂的拉力為N。（2）用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖乙中的電動機(jī)和電鈴連入電路。（導(dǎo)線不能交叉）（3）該電梯的最大載重量（轎廂內(nèi)人和貨物的總重）為多少N？（4）若每層樓高度3m，平均每人重600N，該電梯將8人從一樓運(yùn)送到六樓，求電動機(jī)牽引轎廂的鋼絲繩做的功（此過程做勻速直線運(yùn)動處理）。6．（2022?河池）如圖所示為某智能烘干機(jī)的簡化電路原理圖，其工作電路由電壓為220V的電源、阻值為55Ω的電熱絲R、紅燈L和蜂鳴器組成；控制電路由電源U、電磁鐵（線圈電阻忽略不計(jì)）、開關(guān)S、熱敏電阻R1和滑動變阻器R2組成；R1的阻值隨溫度變化的關(guān)系如下表所示。當(dāng)控制電路電流I≥0.05A時(shí)，銜鐵被吸合，電熱絲R停止工作，同時(shí)紅燈亮蜂鳴器響發(fā)出報(bào)警信號，表明烘干機(jī)內(nèi)溫度過高。溫度/℃908066605046403635R1/Ω102040507080100120130（1）電熱絲R工作時(shí)的電流為多少？（2）電熱絲R通電10s產(chǎn)生的熱量為多少？（3）已知控制電路的電源電壓U＝6V，當(dāng)調(diào)節(jié)滑動變阻器R2＝70Ω時(shí)，烘干機(jī)內(nèi)溫度至少多高會發(fā)出報(bào)警信號。7．（2022?婁底）如圖所示為大疆航拍無人機(jī)，由于體積小，操控安全方便，拍攝效果好，深受攝影愛好者喜歡。下表是它的部分技術(shù)參數(shù)。總質(zhì)量（含電池及槳）900g四腳著地總面積5cm2最大上升速度8m/s電池容量5000mAh最大水平飛行速度21m/s正常工作電壓15V最大上升高度8000m飛行時(shí)間約46min（1）該無人機(jī)重為多少牛頓。（2）無人機(jī)四腳著地平放在地面上時(shí)，對地面的壓強(qiáng)為多少。（3）無人機(jī)以最大水平飛行速度勻速飛行420米所用時(shí)間是多少。（4）電池充滿后儲存的電能是多少焦耳。（5）某次航拍過程中，無人機(jī)以8m/s的速度勻速豎直上升，正常工作時(shí)它將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為80%，則該過程中無人機(jī)電池工作電流多大。（不計(jì)空氣阻力）8．（2022?河池）貴南高鐵北起貴州貴陽市，途經(jīng)河池市，南至廣西南寧市，是廣西境內(nèi)第一條設(shè)計(jì)時(shí)速為350公里的客運(yùn)專線，預(yù)計(jì)2023年年底建成通車。（1）若通車后，一列長200m的動車組（如圖甲）以60m/s的速度勻速通過一座長1000m的高架橋。該列動車組通過高架橋所用的時(shí)間為多少？（2）若動車組以80m/s的速度勻速運(yùn)動時(shí)電動機(jī)的總輸出功率為5600kW，則此時(shí)動車組受到的阻力為多大？（3）位于河池市境內(nèi)的界子良風(fēng)電場于2021年初成功實(shí)現(xiàn)40臺風(fēng)機(jī)并網(wǎng)發(fā)電（如圖乙）。已知當(dāng)?shù)孛棵朊科椒矫酌娣e吹過的風(fēng)的能量約為200J，若風(fēng)機(jī)有效迎風(fēng)面積約為2.0×104m2，風(fēng)機(jī)把風(fēng)能轉(zhuǎn)換為電能的效率為25%。請估算一臺風(fēng)機(jī)一天的發(fā)電量可以供一列總輸出功率為4800kW的動車組以250km/h的速度運(yùn)動多遠(yuǎn)距離？（忽略其它能量損耗）9．（2022?呼和浩特）林椿同學(xué)在疫情居家期間，仔細(xì)研究家里照明電路中，一盞白熾燈泡電阻、電功率隨電壓變化的特點(diǎn)。收集分析數(shù)據(jù)后，畫出了燈泡電流隨電壓變化圖像，如圖所示。（1）由圖可知，隨電壓增大，燈泡的電阻值（選填“不變”或“增大”或“減小”）；（2）當(dāng)燈泡正常工作時(shí)，其電壓為220V，1min消耗的電能為2400J，求燈泡的額定功率和額定電流；（3）當(dāng)燈泡電壓為180V時(shí)，間接測得其電流為0.16A。因?yàn)檎彰麟娐冯妷汉銥?20V，需要給燈泡（選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）一個(gè)電阻，才能實(shí)現(xiàn)燈泡電壓180V，求該電阻的電阻值。10．（2022?湘潭）圖1是某恒溫箱的電路原理圖。工作電路電壓為220V，電熱絲R0的阻值為88Ω；控制電路電源電壓為8V，線圈的電阻R1為10Ω，調(diào)溫電阻R2最大阻值為120Ω；熱敏電阻R3的阻值隨溫度t變化的關(guān)系如圖2所示。R0和R3均置于恒溫箱中，當(dāng)繼電器線圈中的電流達(dá)到50mA時(shí)，繼電器的銜鐵會被吸下。求：（1）S閉合時(shí)，電磁鐵上端是極（用字母表示），當(dāng)恒溫箱中溫度升高時(shí)，線圈中的電流將變；（2）恒溫箱中溫度保持為40℃，R3的阻值為Ω，此時(shí)R2的阻值為Ω；（3）R0工作時(shí)，功率為W，5min消耗的電能為J；（4）該恒溫箱能設(shè)定的最高溫度為多少？11．（2022?遵義）遵義某現(xiàn)代農(nóng)業(yè)園內(nèi)，一批名貴果樹苗急需持續(xù)澆灌。正在園區(qū)研學(xué)的某中學(xué)創(chuàng)客小組為園區(qū)設(shè)計(jì)了一個(gè)自動給水系統(tǒng)，電路如圖甲所示?？刂齐娐返碾娫措妷篣1恒為24V，線圈電阻不計(jì)，定值電阻R0為50Ω，R為壓敏電阻，其阻值隨所受壓力的變化圖像如圖乙所示。工作電路電源電壓U2恒為220V，包括注水裝置和給水裝置兩部分（圖中未明確）。圖丙為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖，其中壓敏電阻位于圓柱形水箱底部的受力板正下方，受力板面積S1和水箱底面積S2分別為0.02m2和0.45m2。給水裝置始終不停歇給水，當(dāng)通過線圈的電流I＝0.16A時(shí)，銜鐵剛好被吸下，注水裝置停止注水，此時(shí)電流表示數(shù)I1＝0.2A，當(dāng)水箱水位下降至0.5m時(shí)，銜鐵剛好被拉回，注水裝置又開始向水箱注水，此時(shí)電流表示數(shù)I2＝2.2A。（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）（1）圖甲中，甲、乙分別為裝置；A.給水、注水B.注水、給水（2）求當(dāng)注水裝置停止注水時(shí)，水箱內(nèi)水位的高度；（3）若注水裝置每分鐘向水箱注水0.3m3，給水裝置每分鐘給水量為0.12m3，求注水裝置從最低水位加注至最高水位的過程中所消耗的電能。12．（2022?淮安）如圖1所示，電水壺簡化電路圖中，R1和R2為發(fā)熱電阻，S1為總開關(guān)，S2為溫度開關(guān)，有1、2兩個(gè)觸點(diǎn)，控制壺的“加熱”和“保溫”兩擋，表中數(shù)據(jù)為電水壺的部分工作參數(shù)。水壺容量1L額定電壓220V加熱功率1100W電熱絲R1阻值176Ω（1）S1閉合，S2接1時(shí)，電水壺處于檔。（2）電熱絲R2的阻值是多少？電水壺的保溫功率是多少？（3）電水壺中裝進(jìn)1L水正常工作，用溫度計(jì)測得水溫隨時(shí)間變化的圖像，則加熱2～4min內(nèi)水吸收熱量是多少？這段時(shí)間內(nèi)電水壺加熱效率η1是多少？取ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg?℃）。（4）電水壺4～6min內(nèi)的加熱效率為η2，根據(jù)圖像可判斷η1η2（選填“大于”“等于”或“小于”）。13．（2022?沈陽）小雨家買了一臺儲水式電熱水器。外觀如圖甲所示，圖乙是熱水器剖視圖。熱水器的內(nèi)膽是密封的，里面有兩個(gè)通到外部的水管，a是熱水出水管，b是冷水進(jìn)水管。c和d是兩個(gè)外層包有絕緣材料的電加熱管。（1）關(guān)于電熱水器下列說法中正確的是；A．電源指示燈發(fā)出的紅光是紅外線B．電加熱管通電時(shí)電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C．電加熱管里電阻絲用電阻小、熔點(diǎn)低的材料制成（2）電熱水器要使用三腳插頭，是為了使電熱水器的金屬外殼與相連；（3）如圖甲所示，在熱水管和冷水管交會處安有一個(gè)水龍頭。水龍頭的手柄做的較長，這個(gè)水龍頭的手柄相當(dāng)于一個(gè)（選填“省力”、“費(fèi)力”或“等臂”）杠桿；（4）電熱水器內(nèi)膽充滿水后才能通電加熱。電加熱管周圍的水吸收熱量溫度升高，水的體積膨脹，密度變；（5）為了防止電熱水器漏電，電熱水器生產(chǎn)廠家利用自來水導(dǎo)電能力差的特性，發(fā)明了一種“防電墻”技術(shù)。即用一段空心絕緣管替換一段熱水出水管。通過改變此管的內(nèi)徑和長度來改變管內(nèi)水的電阻的大小。如圖丙所示，四個(gè)用同種材料制成的空心絕緣管，A和B內(nèi)徑相同，C和D內(nèi)徑相同，A、B的內(nèi)徑大于C、D的內(nèi)徑。為了增大流經(jīng)空心絕緣管內(nèi)水的電阻，減小漏電電流，如果你是設(shè)計(jì)師，會選用圖丙中的絕緣管；（6）電熱水器面板上有兩個(gè)控制開關(guān)S1、S2，兩個(gè)電加熱管分別用R1、R2表示，要求S1單獨(dú)控制R1，S2單獨(dú)控制R2，兩個(gè)開關(guān)同時(shí)閉合時(shí)R1與R2同時(shí)加熱。請你在圖丁中，用筆畫線代替導(dǎo)線，補(bǔ)全開關(guān)控制電加熱管的電路，且符合安全用電的原則。14．（2022?云南）如圖所示，電源電壓恒定，R1＝30Ω，當(dāng)S閉合、S1斷開時(shí)，電流表的示數(shù)為0.2A；當(dāng)S、S1都閉合時(shí)，電流表的示數(shù)為0.5A。求（1）電源電壓；（2）R2的阻值；（3）S、S1都閉合時(shí)，通電1min電流通過R2做的功。15．（2022?株洲）圖甲為電子自動保溫電飯鍋簡化后的電氣原理圖，R1是鍋底發(fā)熱板的電阻，R2是鍋身和鍋蓋的發(fā)熱器的電阻，S是溫控開關(guān)，能在觸點(diǎn)a和b間切換工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)電飯鍋加熱和保溫。在某次煮飯過程中，電飯鍋消耗的電能W與工作時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示。（1）據(jù)圖甲可知，溫控開關(guān)S與觸點(diǎn)接觸時(shí)，電阻通電，電飯鍋加熱；溫控開關(guān)S與觸點(diǎn)接觸時(shí)，電阻通電，電飯鍋保溫。（2）據(jù)圖乙可知，電飯鍋的加熱功率為W，電飯鍋的保溫功率為W。（3）求電阻R1和R2的阻值。16．（2022?衡陽）如圖甲所示，電源兩端電壓恒為3V，開關(guān)S閉合，當(dāng)滑動變阻器R2的滑片P移動到某一位置時(shí)，電壓表的示數(shù)為1.8V，電流表的示數(shù)如圖乙所示。（1）讀出電流表的示數(shù)為A；（2）求定值電阻R1的阻值；（3）求此時(shí)滑動變阻器R2的電功率。17．（2022?晉中）汽車已進(jìn)入千家萬戶。在綜合實(shí)踐活動中，合作小組的同學(xué)們對小亮家的汽車中有關(guān)物理學(xué)的知識進(jìn)行了專項(xiàng)研究，請你幫助他們完成以下兩方面的實(shí)踐活動。實(shí)踐活動一：設(shè)計(jì)制作汽車加熱坐墊同學(xué)們想利用車上提供的電壓為12V的電源，設(shè)計(jì)具有加熱和保溫兩擋功能的汽車座椅加熱坐墊。他們在網(wǎng)上購買了兩個(gè)阻值為6Ω的加熱電阻片，若干導(dǎo)線和開關(guān)。（1）請你幫助他們設(shè)計(jì)電路；（2）求自制加熱坐墊的加熱和保溫功率。實(shí)踐活動二：研究汽車中的動力學(xué)（1）如圖甲所示，是小亮家汽車的動力系統(tǒng)。該汽車發(fā)動機(jī)實(shí)質(zhì)是汽油機(jī)，它把燃料燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為能，再通過傳動機(jī)構(gòu)，將動力傳給車輪，使汽車行駛。（2）請?jiān)趫D乙中畫出汽車在水平地面上靜止時(shí)受力的示意圖。（3）汽車整車質(zhì)量約為1.6t，靜止時(shí)車輪與地面的總接觸面積約為0.16m2，求汽車靜止時(shí)對水平地面的壓強(qiáng)。（g取10N/kg）（4）如圖丙所示，是合作小組的同學(xué)們利用頻閃攝影技術(shù)研究汽車的運(yùn)動狀態(tài)時(shí)，相機(jī)每隔0.5s曝光一次，拍攝到的汽車在平直公路上行駛的頻閃照片。若車身長3m，求拍攝過程中汽車的行駛速度。（5）查閱資料可知，汽車行駛時(shí)所受阻力約為車重的0.3倍，求拍攝過程中汽車發(fā)動機(jī)的輸出功率。18．（2022?鄂州）如圖所示，科技制作小組運(yùn)用電學(xué)知識設(shè)計(jì)了一個(gè)電子身高測量儀。已知定值電阻R1＝5Ω，電源電壓恒為4V，R2的規(guī)格為“20Ω0.5A”，電壓表量程為0～3V，電流表量程為0～0.6A。根據(jù)以上信息，請回答下列問題。（1）當(dāng)被測身高增加時(shí)，電壓表的示數(shù)（選填“變大”、“變小”或“不變”）；（2）當(dāng)R2實(shí)際接入的電阻值為5Ω時(shí)，電流表的讀數(shù)是多少？（3）為保證各元件安全，變阻器R2接入電路中的阻值范圍是多少？19．（2022?婁底）小明的媽媽為奶奶買了一個(gè)電熱足浴盆。其加熱系統(tǒng)中加熱電阻額定電壓為220V，額定功率為1210W，問：（1）加熱系統(tǒng)中加熱電阻的阻值為多少。（2）小明幫奶奶泡腳時(shí)，向足浴盆中加入5kg初溫為20℃的水，加熱系統(tǒng)將水加熱到40℃，此加熱過程中水吸收的熱量是多少。（c水＝4.2×103J/（kg?℃）（3）足浴盆開啟加熱狀態(tài)后，關(guān)閉其他用電器，如圖所示的電能表鋁盤在3min內(nèi)轉(zhuǎn)了150圈，求足浴盆的實(shí)際功率。20．（2022?赤峰）學(xué)校樓道的燈長時(shí)間工作，容易被燒壞，電工師傅說：串聯(lián)一個(gè)燈，既省電，又不容易燒毀，還可以再安裝一個(gè)開關(guān)，選擇不同的模式照明。小明同學(xué)不太理解這種做法，連接了模擬電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析。模擬電路如圖所示，已知電源電壓為6V保持不變，小燈泡L1上標(biāo)有“6V9W”，小燈泡L2的電阻為2Ω，忽略溫度對燈絲電阻的影響。（1）兩個(gè)開關(guān)都閉合時(shí)，求電路中電流和L1的電阻；（2）閉合S、斷開S1，求：①電路中的電流；②電路的總功率和L1的實(shí)際功率。（3）小明看見：兩燈串聯(lián)共同照明比L1正常照明亮度低。請用本題中的具體數(shù)據(jù)加以解釋。21．（2022?海南）小明是家務(wù)小能手，經(jīng)常用掛燙機(jī)熨燙衣服。掛燙機(jī)是通過電熱絲加熱水箱中的水，產(chǎn)生水蒸氣來熨燙衣服。它的正常工作電壓為220V，水箱最多裝水0.2kg，加熱功率有大、小兩個(gè)擋位，其工作原理圖如圖甲所示。其中電熱絲R1＝60Ω，R2＝40Ω。（1）熔斷器在電路中起到作用。（2）若將水箱中0.2kg的水從20℃加熱到100℃，水吸收多少熱量？[水的比熱容c＝4.2×103J/（kg?℃）]（3）掛燙機(jī)在大擋位工作時(shí)的額定功率是多大？（4）小明是一個(gè)愛思考的孩子，他把電路原理圖改為乙圖，也設(shè)有兩個(gè)擋位。已知熔斷器允許通過的最大電流為8A，請判斷乙圖電路是否合理，通過計(jì)算說明原因。22．（2022?廣州）汽車啟動時(shí)，蓄電池向啟動電動機(jī)M供電，設(shè)M兩端電壓為U，通過M的電流為I，測得U﹣t和I﹣t圖象如圖1。（1）求t1時(shí)M的電功率；（2）M僅通過導(dǎo)線a、b接入電路，如圖2所示，a的電阻為0.001Ω。若通過M的電流為200A，持續(xù)0.5s，求此過程①a兩端電壓；②a產(chǎn)生的熱量；（3）一般采用電磁繼電器控制M的通斷電，利用實(shí)驗(yàn)器材模擬汽車啟動，簡易電路如圖3，A與B接觸時(shí)M通電，請用筆畫線完成電路的連接。23．（2022?山西）善于動手動腦的小明研究了汽車座椅加熱原理后，計(jì)劃自制具有加熱和保溫兩擋功能且方便攜帶的加熱坐墊送給爺爺。他在網(wǎng)上購買了電壓為5V的電源，兩個(gè)阻值為2.5Ω的加熱電阻片，若干導(dǎo)線和開關(guān)。（1）請你幫助小明設(shè)計(jì)電路，并畫在虛線框內(nèi)；（2）求自制加熱坐墊的加熱和保溫功率。24．（2022?陜西）今年“五一”假期，廣大市民按照疫情防控要求，積極響應(yīng)“非必要不離市”號召，在郊區(qū)、公園指定區(qū)域進(jìn)行戶外活動。小剛同學(xué)家購買了一款如圖﹣1所示戶外分體式燃?xì)鉅t，準(zhǔn)備去戶外野炊。該燃?xì)鉅t的銘牌如表所示，其中功率4500W是指氣體燃料完全燃燒時(shí)燃?xì)鉅t每秒放出4500J的熱量。品名XX牌分體式防風(fēng)燃?xì)鉅t材質(zhì)不銹鋼鋼鑄鋁規(guī)格展開φ260×116mm折疊φ127×132mm功率4500W（1）氣體燃料在常溫下是通過的方式液化存儲在儲氣罐內(nèi)。使用過程中，罐體溫度變低是因?yàn)槿剂习l(fā)生汽化時(shí)要（選填“吸收”或“放出”）熱量。（2）在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，用該燃?xì)鉅t將1L水從25℃加熱到沸騰用時(shí)140s，燃?xì)鉅t燒水時(shí)的效率是多少？已知水的密度為1.0×103kg/m3，水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃）。（3）小剛注意到爐頭上標(biāo)有參數(shù)：15字樣，他查閱說明書得知，該參數(shù)表示的是：燃?xì)鉅t功率[單位：瓦（W）]與耗氣量[單位：克/時(shí)（g/h）]之比的數(shù)值為15，計(jì)算該燃?xì)鉅t所使用燃料的熱值是多少？（4）小剛同學(xué)打算展示在勞動課上學(xué)習(xí)的烹飪技能，為家人做頓可口飯菜，下表是他出發(fā)前做的規(guī)劃，則小剛至少應(yīng)攜帶幾個(gè)如圖﹣2所示的新儲氣罐？內(nèi)容每次耗時(shí)/min次數(shù)/次炒菜83煮湯101燒水3225．（2022?懷化）在抗擊新冠肺炎疫情期間，中醫(yī)診療發(fā)揮了積極有效的作用，成為世界矚目的“中國戰(zhàn)法”重要組成部分。圖甲為小明同學(xué)家的電中藥壺，有高溫和低溫兩個(gè)擋位，正常工作電路簡化為圖乙所示，其中S'為擋位開關(guān)，R1、R2為定值電阻，A、B為阻值忽略不計(jì)的指示燈。已知電中藥壺額定電壓為220V，高溫?fù)豕β蕿?210W，低溫?fù)豕β蕿?00W。（1）低溫?fù)豕ぷ鲿r(shí)是A燈還是B燈亮，并說明理由；（2）求R2的阻值；（3）一天晚上用電高峰期，小明用電中藥壺給爺爺熬藥，先用高溫?fù)跫訜嶂练序v后，再用低溫?fù)趼荆?xì)心的小明發(fā)現(xiàn)在低溫?fù)趼?h的過程中，家中的電能表（圖丙所示）共轉(zhuǎn)動了243轉(zhuǎn)（電路中只有電中藥壺工作），由此計(jì)算此過程中小明家的實(shí)際電壓。26．（2022?成都）在一次實(shí)踐活動中，小軍對家中常用的電熱水壺（如圖）進(jìn)行了探究。這種水壺使用方便，能較快將水燒開。電熱水壺額定功率：1800W容量：2L額定電壓：220V額定頻率：50Hz（1）使用電熱水壺，安全至關(guān)重要。小軍首先認(rèn)真閱讀了使用說明書，并對一些重要的注意事項(xiàng)作出了如下分析，你認(rèn)為他的分析不合理的是。A.電熱水壺不能放在燃?xì)庠钆?，是為了防止損壞絕緣材料B.電熱水壺的插頭必須接三孔插座，是為了防止短路C.水量不超過最大限位，可以防止水燒開后溢出D.必須保持插頭和電源線干燥，是為了防止漏電造成事故（2）小軍觀察電熱水壺銘牌后，開始實(shí)際操作。他測出，電熱水壺正常工作燒開2L水，用時(shí)8min。若電費(fèi)單價(jià)為0.5元/kW?h，則燒開這壺水所花的電費(fèi)為元。（3）利用銘牌參數(shù)和小軍測得的數(shù)據(jù)，若要測出電熱水壺的加熱效率，除了要知道水的密度、水的末溫外，還需知道的兩個(gè)物理量是。（4）小軍繼續(xù)對電熱水壺的設(shè)計(jì)和使用說明進(jìn)行探究，他提出了下列猜想，你認(rèn)為不合理的是。A.觀察到加熱元件安裝在壺身底部而不是其他位置，可能是為了增強(qiáng)加熱效果B.原理圖中指示燈與加熱元件是并聯(lián)而不是串聯(lián)，可能是因?yàn)閮烧叩念~定電流相差很大C.要求長時(shí)間使用后要清除水垢，可能是因?yàn)樗冈龆?，?dǎo)致加熱電阻變大，功率變小27．（2022?淮安）如圖1所示，央視3?15晚會曝光市場出售的電纜線中，存在不符合國家標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)象，有一款標(biāo)注2.5mm2（銅芯橫截面積）規(guī)格的電線，實(shí)際銅芯橫截面積只有2mm2。低于國家標(biāo)準(zhǔn)的電纜線嚴(yán)重影響電力傳輸?shù)陌踩院头€(wěn)定性，給社會安全、環(huán)保和健康帶來重大隱患。學(xué)校實(shí)驗(yàn)室新購一批標(biāo)注2.5mm2的電纜線，不知是否符合國家標(biāo)準(zhǔn)。物理興趣小組的同學(xué)，剪取4m長的電纜線，設(shè)計(jì)兩種方案進(jìn)行鑒別。表中數(shù)據(jù)為國家制定的部分電纜線標(biāo)準(zhǔn)。銅芯橫截面積S/mm211.522.5每1km銅芯電阻值R/Ω2013.3108銅芯密度ρ/kg?m﹣38.9×103（1）方案一：用托盤天平測質(zhì)量A.天平放在臺面上，游碼移至標(biāo)尺左端的零刻度線處，調(diào)節(jié)，使指針對準(zhǔn)分度盤中央的刻度線。B.去掉4m長電纜線的絕緣層，用調(diào)節(jié)好的天平測量銅芯質(zhì)量，天平再次平衡時(shí)，由圖2中右盤所加砝碼和游碼位置，讀得銅芯的質(zhì)量為g，結(jié)合表格數(shù)據(jù)，可判定電纜線（選填“符合”或“不符合”）國家標(biāo)準(zhǔn)。（2）方案二：用伏安電路測量A.測量4m長電纜線的，鑒定其是否符合標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)是。B.電路開關(guān)閉合前，滑動變阻器的滑片應(yīng)移到最（選填“左”或“右”）端。C.保證電路安全，閉合開關(guān)后，無論怎樣移動滑動變阻器的滑片，都無法讀得電流、電壓值，檢查電路連接無故障、元件完好。利用圖表信息，簡述無法鑒別的原因。28．（2022?深圳）（1）小明檢測到家庭最大電流為5A，要買一個(gè)電熱水壺，一個(gè)為“220V1000W”，一個(gè)為“220V1500W”，小明選了1000W的（如圖1），請根據(jù)計(jì)算說出為什么不選1500W的。（2）電熱水壺的電線很短，因此電阻產(chǎn)生熱量，更加安全。（3）小明把一個(gè)電熱水壺插進(jìn)插座，打開開關(guān)，突然家里的用電器都不工作了，請寫出可能的兩個(gè)原因：①，②。（4）比較電熱水壺和電爐的加熱效率，請從圖2中選擇一組。（5）實(shí)驗(yàn)：將1L水加熱至沸騰，探究電熱水壺的效率。求：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并寫出效率表達(dá)式。物理量方法（應(yīng)說明測量道具、物理量）結(jié)論（用題目所給物理量表示）水的密度ρ水的比熱容c熱水壺額定功率Pη＝器材：330mL和500mL礦泉水，300mL家用量筒，溫度計(jì)（﹣20℃﹣110℃），計(jì)時(shí)器、電子秤（600g）、計(jì)算機(jī)。2022年中考物理真題《壓軸挑戰(zhàn)》分類匯編（解析版）挑戰(zhàn)24綜合能力題（電學(xué)綜合28題）1．（2022?岳陽）音樂噴泉是集光機(jī)電技術(shù)于一體的裝置，讓紅、綠、藍(lán)三種色燈照射到水柱上，通過電腦控制三種色燈功率的比例就能讓水柱變換顏色，呈現(xiàn)美輪美奐的視覺效果。圖甲是某段時(shí)間內(nèi)紅、綠兩色燈功率隨時(shí)間變化的圖像。（1）第28s紅燈兩端的電壓為100V，求此時(shí)通過紅燈的電流；（2）請計(jì)算0～30s內(nèi)紅燈和綠燈消耗的總電能；（3）圖乙是控制噴泉水柱工作的模擬電路。AB兩端輸入如圖丙所示的周期性變化的電壓UAB，定值電阻R＝2Ω，D為特殊電子元件。當(dāng)UAB＜6V時(shí)，D兩端的電壓UD＝UAB；當(dāng)UAB≥6V時(shí)，UD恒為6V不變。當(dāng)通過R的電流滿足I≥2A時(shí)，電路啟動噴水，此時(shí)UAB至少為多少伏？該電路工作10min，其中噴水時(shí)間有多少秒？【解答】解：（1）第28s紅燈兩端的電壓為100V，由圖甲可知，此時(shí)紅燈的功率為P紅＝200W，由P＝UI可知，此時(shí)通過紅燈的電流為：I紅＝＝＝2A；（2）由圖甲可知，紅燈和綠燈在0～20s內(nèi)的總功率P1＝200W，在20～25s內(nèi)總功率為P2＝0W，在25～30s內(nèi)總功率P3＝200W+200W＝400W，所以0～30s內(nèi)紅燈和綠燈消耗的總電能為：W＝W1+W2+W3＝P1t1+P2t2+P3t3＝200W×20s+0W×5s+400W×5s＝6000J；（3）根據(jù)題意知：當(dāng)UAB＜6V時(shí)，D兩端的電壓UD等于輸入電壓，UAB≥6V時(shí)，UD保持6V不變。當(dāng)通過R的電流滿足I≥2A時(shí)，水泵啟動噴水，根據(jù)I＝可得，噴水時(shí)R兩端的電壓至少為：UR＝IR＝2A×2Ω＝4V；這個(gè)電壓為能否噴水的臨界電壓，所以UAB對應(yīng)的電壓為：UAB＝UD+UR＝6V+4V＝10V，由圖丁可知，0﹣3s內(nèi)AB兩端的電壓均勻增加，3s時(shí)達(dá)到15V，則2s時(shí)對應(yīng)的電壓為10V，即在一個(gè)周期的2﹣4s內(nèi)，UAB≥10V，則一個(gè)周期內(nèi)（周期為6s）有三分之一的時(shí)間在噴水（一個(gè)周期內(nèi)噴水時(shí)間為2s），所以10min＝600s，相當(dāng)于100個(gè)周期，則有2s×100＝200s時(shí)間在噴水。答：（1）第28s紅燈兩端的電壓為100V，此時(shí)通過紅燈的電流為2A；（2）0～30s內(nèi)紅燈和綠燈消耗的總電能為6000J；（3）電路啟動噴水，此時(shí)UAB至少為10V，該電路工作10min，其中噴水時(shí)間有200s。2．（2022?齊齊哈爾）新冠疫情期間，一位熱心市民為小區(qū)卡點(diǎn)志愿者送來了一個(gè)便攜式可折疊電熱壺，如圖甲所示。該型號電熱壺額定電壓為220V，具有加熱、保溫兩擋。保溫?fù)醯念~定功率為200W，內(nèi)部簡化電路如圖乙所示，雙觸點(diǎn)開關(guān)只能在觸點(diǎn)1和2、2和3及3和4之間切換。R1、R2是兩個(gè)阻值不變的發(fā)熱元件，R2＝60.5Ω，現(xiàn)將此電熱壺接到220V的家庭電路中。求：（1）當(dāng)雙觸點(diǎn)開關(guān)接觸觸點(diǎn)2和3（選填“2和3”或“3和4”）時(shí)為保溫?fù)?。?）R1的電阻是多少？加熱擋的電功率是多少？（3）若電熱壺內(nèi)裝有0.5L的水，現(xiàn)用加熱擋使水從20℃升高到100℃，加熱效率為80%，則需要加熱多少秒？[c水＝4.2×103J/（kg?℃）]【解答】解：（1）由電路圖可知，雙觸點(diǎn)開關(guān)連接觸點(diǎn)2和3時(shí)，電路為R1的簡單電路，由P＝可知此時(shí)為保溫狀態(tài)；雙觸點(diǎn)開關(guān)連接觸點(diǎn)3和4時(shí)，R1與R2并聯(lián)，并聯(lián)電路總電阻小于任何一個(gè)分電阻，由P＝可知為加熱狀態(tài)；（2）由P＝可知R1的阻值：R1＝＝＝242Ω；加熱時(shí)電阻R2的功率：P2＝＝＝800W，加熱擋的電功率為：P加熱＝P保溫+P2＝200W+800W＝1000W；（3）0.5L＝0.5dm3，水的質(zhì)量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×0.5×10﹣3m3＝0.5kg，0.5kg的水從20℃升高到100℃，水所吸收的熱量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×0.5kg×（100℃﹣20℃）＝1.68×105J；由η＝×100%可得，消耗的電能：W＝＝＝2.1×105J，根據(jù)P＝可知，需要工作的時(shí)間：t＝＝＝210s。答：（1）2和3；（2）R1的阻值為242Ω；加熱擋的電功率為1000W；（3）需要工作210s。3．（2022?天津）小明利用如圖甲所示電路研究“電流與電壓關(guān)系”時(shí)，閉合開關(guān)S，滑動變阻器的滑片從右端移動到左端的整個(gè)過程中，定值電阻的U﹣I關(guān)系圖象如圖乙所示。其中U0、Um、I0均為已知量，電源電壓不變。請解答如下問題：（1）寫出電源電壓值；（2）在圖乙所示的坐標(biāo)系中，畫出滑片整個(gè)移動過程中滑動變阻器的U﹣I關(guān)系圖象，并標(biāo)出端點(diǎn)的坐標(biāo)；（3）滑片移動過程中，當(dāng)電壓表V1示數(shù)由U1變?yōu)閁2時(shí)，電流表示數(shù)增加了ΔI，請你推導(dǎo)出定值電阻的電功率變化量ΔP的數(shù)學(xué)表達(dá)式（用U1、U2和ΔI表示）?！窘獯稹拷猓海?）滑動變阻器的滑片移動到左端時(shí)，滑動變阻器阻值為0，此時(shí)定值電阻單獨(dú)接入電路，定值電阻兩端電壓最大，為電源電壓，分析圖乙可知電源電壓值是Um；（2）當(dāng)滑動變阻器在最右端時(shí)，阻值最大，電流最小，結(jié)合圖乙分析可知電流為I0；定值電阻R0＝，滑動變阻器和定值電阻串聯(lián)，所以滑動變阻器兩端的電壓UP＝Um﹣U0；滑動變阻器的滑片移動到左端時(shí)，滑動變阻器阻值為0，此時(shí)定值電阻單獨(dú)接入電路，此時(shí)電流I′＝＝；（3）設(shè)定值電阻為R，ΔP＝﹣＝（U2+U1）（﹣）＝（U2+U1）ΔI；答：（1）電源電壓值是Um；（2）：（3）ΔP＝（U2+U1）ΔI4．（2022?黑龍江）小李同學(xué)家購置一臺電熱油汀取暖器簡稱電熱油汀，它是一種安全可靠的空間加熱器，外觀及銘牌如圖甲和表格所示。據(jù)了解，該電熱油汀的工作物質(zhì)是一種油，這種油的密度ρ＝0.8×103kg/m3，比熱容約為c＝2.0×103J/（kg?℃）。**電熱油汀額定電壓220V額定功率1100W液體質(zhì)量20kg請你分析并解答：（1）該電熱油汀正常工作10min，油汀中油升高的溫度（不考慮熱量損失）；（2）電熱油汀電熱絲的阻值大??；（3）為了使電熱油汀的實(shí)際加熱功率可以調(diào)節(jié)，他找來一個(gè)舊的電位器（滑動變阻器），只能看清上面有“6A”字樣，經(jīng)測試最大阻值只能調(diào)到176Ω，將它串聯(lián)在電路中對電熱油汀進(jìn)行改裝，改裝后的簡化電路圖如圖乙所示。請你計(jì)算改裝后電熱油汀的實(shí)際加熱功率變化范圍；（4）該同學(xué)了解到此電熱油汀的工作物質(zhì)是一種油后，對此他產(chǎn)生了疑問，為什么不使用水呢？除油的密度較小外，請從物質(zhì)性質(zhì)的其它方面找出一條使用該油的好處?！窘獯稹拷猓海?）由P＝可知，電熱油汀正常工作10min產(chǎn)生的熱量：Q放＝W＝Pt＝1100W×10×60s＝6.6×105J，因?yàn)椴豢紤]熱量損失，所以油吸收的熱量：Q吸＝Q放＝6.6×105J，由Q吸＝cmΔt可知，油汀中油升高的溫度：Δt＝＝＝16.5℃；（2）由P＝UI＝可知，電熱絲的阻值：R1＝＝＝44Ω；（3）根據(jù)P＝UI＝可知，當(dāng)電路中電阻最大時(shí)，電功率最小，當(dāng)滑動變阻器接入電路的電阻最大時(shí)，電路中的電阻最大，電功率最小，由串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可知，電路中總電阻：R＝R1+R2＝44Ω+176Ω＝220Ω，由歐姆定律可知，此時(shí)電路中的最小電流：I最?。剑剑?A，則電熱油汀最小加熱功率：P最小＝I最小2R1＝（1A）2×44Ω＝44W，當(dāng)電路中電阻最小時(shí)，電功率最大，當(dāng)滑動變阻器接入電路的電阻為零時(shí)，電路中的電阻最小，電功率最大，此時(shí)電熱油汀最大電功率：P最大＝P額＝1100W，由P＝UI可知，此時(shí)電路中的電流：I大＝＝＝5A＜6A，滑動變阻器能安全工作，所以改裝后電熱油汀的實(shí)際加熱功率變化范圍是44W～1100W；（4）①油的比熱容較小，在加熱時(shí)間相同的情況下，溫度升高的快；②油是絕緣體，使用起來安全性比較高。答：（1）該電熱油汀正常工作10min，油汀中油升高的溫度為16.5℃；（2）電熱油汀電熱絲的阻值為44Ω；（3）改裝后電熱油汀的實(shí)際加熱功率變化范圍為44W～1100W；（4）①油的比熱容較小，在加熱時(shí)間相同的情況下，溫度升高的快；②油是絕緣體，使用起來安全性比較高。5．（2022?湖北）圖甲是某小區(qū)電梯的結(jié)構(gòu)示意圖，它是由轎廂（500kg）、配重（400kg）、滑輪、纜繩、鋼絲繩和電動機(jī)組成，繩重和摩擦忽略不計(jì)。為了安全，電梯設(shè)置了超載自動報(bào)警系統(tǒng)，如圖乙。閉合控制開關(guān)S1，電梯沒有超載時(shí)，觸點(diǎn)與B接觸，再閉合運(yùn)行開關(guān)S2，電動機(jī)正常工作；超載時(shí)（即控制電路中的電流I＞0.1A），觸點(diǎn)與A接觸，電鈴發(fā)出報(bào)警鈴聲，即使閉合S2，電動機(jī)也不工作。控制電路電源電壓為12V，電磁鐵線圈電阻不計(jì)，轎廂內(nèi)底面壓力傳感器R1的阻值與它所受壓力F的關(guān)系如圖丙所示，當(dāng)R1受到2000N壓力時(shí)，R1與定值電阻R2的功率之比為2：1。（1）該電梯空載靜止時(shí)，與轎廂相連的纜繩對轎廂的拉力為4000N。（2）用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖乙中的電動機(jī)和電鈴連入電路。（導(dǎo)線不能交叉）（3）該電梯的最大載重量（轎廂內(nèi)人和貨物的總重）為多少N？（4）若每層樓高度3m，平均每人重600N，該電梯將8人從一樓運(yùn)送到六樓，求電動機(jī)牽引轎廂的鋼絲繩做的功（此過程做勻速直線運(yùn)動處理）?！窘獯稹拷猓海?）該電梯空載靜止時(shí)，配重和轎廂都處于靜止?fàn)顟B(tài)，與轎廂相連的纜繩對轎廂的拉力大小等于配重的重力，即F＝G配重＝m配重g＝400kg×10N/kg＝4000N；（2）由題意知閉合控制開關(guān)S1，電梯沒有超載時(shí)，觸點(diǎn)與B接觸，再閉合運(yùn)行開關(guān)S2，電動機(jī)正常工作，說明電動機(jī)與B觸電接觸；超載時(shí)，觸點(diǎn)與A接觸，電鈴發(fā)出報(bào)警鈴聲，說明電鈴與A觸電接觸，即使閉合S2，電動機(jī)也不工作，說明電動機(jī)與電鈴并聯(lián)，如下圖所示：。（3）由圖丙知，當(dāng)壓力F＝2000N時(shí)，壓敏電阻的阻值R1＝160Ω，由圖知R1與R2串聯(lián)，串聯(lián)電路電流處處相等，根據(jù)P＝I2R知R1與定值電阻R2的功率之比為：＝＝＝，即＝＝，解得定值電阻R2的阻值為：R2＝80Ω；載重量越大，對轎廂的壓力越大，由圖丙知R1的阻值越小，控制電路的總電阻就越小，根據(jù)歐姆定律知電路中的電流越大，當(dāng)電流為I＝0.1A時(shí)即為不超載時(shí)的最大電流，也就是載重量最大，所以：由I＝知電路的最小電阻為：R最?。剑剑?20Ω，根據(jù)串聯(lián)電路電阻的規(guī)律知R1的最小值為：R1最?。絉最小﹣R2＝120Ω﹣80Ω＝40Ω，由圖丙知此時(shí)的壓力最為F最大＝8×103N，即該電梯的最大載重量為8×103N；（4）8個(gè)人的重力為：G人＝600N×8＝4800N，上升的高度為：h＝3m×（6﹣1）＝15m，轎廂的重力為：G轎廂＝m轎廂g＝500kg×10N/kg＝5000N，配重的纜繩對轎廂的拉力為：F纜繩＝m配重g＝400kg×10N/kg＝4000N；勻速直線運(yùn)動狀態(tài)即為平衡狀態(tài)，所以電動機(jī)牽引轎廂的鋼絲繩的拉力為：F鋼絲繩＝G人+G轎廂﹣F纜繩＝48000N+5000N﹣4000N＝5800N，電動機(jī)牽引轎廂的鋼絲繩做的功為：W鋼絲繩＝F鋼絲繩h＝5800N×15m＝8.7×104J。答：（1）4000；（2）見解答圖；（3）該電梯的最大載重量（轎廂內(nèi)人和貨物的總重）為8×103N；（4）電動機(jī)牽引轎廂的鋼絲繩做的功8.7×104J。6．（2022?河池）如圖所示為某智能烘干機(jī)的簡化電路原理圖，其工作電路由電壓為220V的電源、阻值為55Ω的電熱絲R、紅燈L和蜂鳴器組成；控制電路由電源U、電磁鐵（線圈電阻忽略不計(jì)）、開關(guān)S、熱敏電阻R1和滑動變阻器R2組成；R1的阻值隨溫度變化的關(guān)系如下表所示。當(dāng)控制電路電流I≥0.05A時(shí)，銜鐵被吸合，電熱絲R停止工作，同時(shí)紅燈亮蜂鳴器響發(fā)出報(bào)警信號，表明烘干機(jī)內(nèi)溫度過高。溫度/℃908066605046403635R1/Ω102040507080100120130（1）電熱絲R工作時(shí)的電流為多少？（2）電熱絲R通電10s產(chǎn)生的熱量為多少？（3）已知控制電路的電源電壓U＝6V，當(dāng)調(diào)節(jié)滑動變阻器R2＝70Ω時(shí)，烘干機(jī)內(nèi)溫度至少多高會發(fā)出報(bào)警信號?！窘獯稹拷猓海?）電熱絲R工作時(shí)的電流為：I＝＝＝4A；（2）R在10s內(nèi)產(chǎn)生的熱量為：Q＝I2Rt＝（4A）2×55Ω×10s＝8800J；（3）由I＝可知，銜鐵剛好被吸合時(shí)，控制電路的總電阻：R總＝＝＝120Ω；根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可知，R1接入的阻值：R1＝R總﹣R2＝120Ω﹣70Ω＝50Ω；由表格數(shù)據(jù)可知，當(dāng)R1的阻值為50Ω時(shí)溫度為60℃。答：（1）電熱絲R工作時(shí)的電流為4A；（2）電熱絲R通電10s產(chǎn)生的熱量為8800J；（3）已知控制電路的電源電壓U＝6V，當(dāng)調(diào)節(jié)滑動變阻器R2＝70Ω時(shí)，烘干機(jī)內(nèi)溫度60℃會發(fā)出報(bào)警信號。7．（2022?婁底）如圖所示為大疆航拍無人機(jī)，由于體積小，操控安全方便，拍攝效果好，深受攝影愛好者喜歡。下表是它的部分技術(shù)參數(shù)。總質(zhì)量（含電池及槳）900g四腳著地總面積5cm2最大上升速度8m/s電池容量5000mAh最大水平飛行速度21m/s正常工作電壓15V最大上升高度8000m飛行時(shí)間約46min（1）該無人機(jī)重為多少牛頓。（2）無人機(jī)四腳著地平放在地面上時(shí)，對地面的壓強(qiáng)為多少。（3）無人機(jī)以最大水平飛行速度勻速飛行420米所用時(shí)間是多少。（4）電池充滿后儲存的電能是多少焦耳。（5）某次航拍過程中，無人機(jī)以8m/s的速度勻速豎直上升，正常工作時(shí)它將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為80%，則該過程中無人機(jī)電池工作電流多大。（不計(jì)空氣阻力）【解答】解：（1）無人機(jī)的重力：G＝mg＝900×10﹣3kg×10N/kg＝9N；（2）無人機(jī)四腳著地平放在地面上時(shí)，對地面的壓力大于無人機(jī)的重力，無人機(jī)對地面的壓強(qiáng)：p＝＝＝1.8×104pa；（3）根據(jù)v＝可得無人機(jī)以最大水平飛行速度勻速飛行420米所用的時(shí)間：t＝＝＝20s；（4）電池充滿后儲存的電能：W＝UQ＝UIt＝15V×5000×10﹣3A×1×3600s＝2.7×105J；（5）F＝G＝9N，無人機(jī)的機(jī)械功率：P機(jī)械＝＝＝Fv＝9N×8m/s＝72W，由η＝＝＝可得，P＝＝＝90W，由P＝UI可得，無人機(jī)電池工作電流：I＝＝＝6A。答：（1）該無人機(jī)重為9N；（2）無人機(jī)四腳著地平放在地面上時(shí)，對地面的壓強(qiáng)為1.8×104pa；（3）無人機(jī)以最大水平飛行速度勻速飛行420米所用時(shí)間是20s；（4）電池充滿后儲存的電能是2.7×105J；（5）該過程中無人機(jī)電池工作電流是6A。8．（2022?河池）貴南高鐵北起貴州貴陽市，途經(jīng)河池市，南至廣西南寧市，是廣西境內(nèi)第一條設(shè)計(jì)時(shí)速為350公里的客運(yùn)專線，預(yù)計(jì)2023年年底建成通車。（1）若通車后，一列長200m的動車組（如圖甲）以60m/s的速度勻速通過一座長1000m的高架橋。該列動車組通過高架橋所用的時(shí)間為多少？（2）若動車組以80m/s的速度勻速運(yùn)動時(shí)電動機(jī)的總輸出功率為5600kW，則此時(shí)動車組受到的阻力為多大？（3）位于河池市境內(nèi)的界子良風(fēng)電場于2021年初成功實(shí)現(xiàn)40臺風(fēng)機(jī)并網(wǎng)發(fā)電（如圖乙）。已知當(dāng)?shù)孛棵朊科椒矫酌娣e吹過的風(fēng)的能量約為200J，若風(fēng)機(jī)有效迎風(fēng)面積約為2.0×104m2，風(fēng)機(jī)把風(fēng)能轉(zhuǎn)換為電能的效率為25%。請估算一臺風(fēng)機(jī)一天的發(fā)電量可以供一列總輸出功率為4800kW的動車組以250km/h的速度運(yùn)動多遠(yuǎn)距離？（忽略其它能量損耗）【解答】解：（1）列車全部通過高架橋所行駛的路程：s＝s橋+s車＝1000m+200m＝1200m，列車全部通過高架橋的時(shí)間：t＝＝＝20s；（2）5600kW＝5600000W，勻速運(yùn)動時(shí)車受到的阻力等于動力，由P＝＝＝Fv可得動車組受到的阻力為：f＝F＝＝＝70000N；（3）一臺風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的電能：W＝2.0×104m2×200J×24×3600s×25%＝8.64×1010J，4800kW＝4800000W，一臺風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的電能可供動車組運(yùn)行的時(shí)間：t′＝＝＝18000s＝5h，動車組運(yùn)行的距離：s′＝v′t′＝250km/h×5h＝1250km。答：（1）該列動車組通過高架橋所用的時(shí)間為20s；（2）此時(shí)動車組受到的阻力為70000N；（3）一臺風(fēng)機(jī)一天的發(fā)電量可以供一列總輸出功率為4800kW的動車組以250km/h的速度運(yùn)動的距離為1250km。9．（2022?呼和浩特）林椿同學(xué)在疫情居家期間，仔細(xì)研究家里照明電路中，一盞白熾燈泡電阻、電功率隨電壓變化的特點(diǎn)。收集分析數(shù)據(jù)后，畫出了燈泡電流隨電壓變化圖像，如圖所示。（1）由圖可知，隨電壓增大，燈泡的電阻值增大（選填“不變”或“增大”或“減小”）；（2）當(dāng)燈泡正常工作時(shí)，其電壓為220V，1min消耗的電能為2400J，求燈泡的額定功率和額定電流；（3）當(dāng)燈泡電壓為180V時(shí)，間接測得其電流為0.16A。因?yàn)檎彰麟娐冯妷汉銥?20V，需要給燈泡串聯(lián)（選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）一個(gè)電阻，才能實(shí)現(xiàn)燈泡電壓180V，求該電阻的電阻值?！窘獯稹拷猓海?）隨電壓增大，通過燈泡的電流的變化量變小，根據(jù)R＝可知，燈泡的電阻值增大；（2）燈泡的額定功率為：P＝＝＝40W；燈泡的額定電流為：I＝＝≈0.18A；（3）因?yàn)檎彰麟娐冯妷汉銥?20V，燈泡兩端的電壓為180V，所以需要給燈泡串聯(lián)一個(gè)電阻來分擔(dān)一部分電壓；該電阻的電阻值為：R'＝＝＝250Ω。故答案為：（1）增大；（2）額定功率為40W；額定電流為0.18A；（3）串聯(lián)；250。10．（2022?湘潭）圖1是某恒溫箱的電路原理圖。工作電路電壓為220V，電熱絲R0的阻值為88Ω；控制電路電源電壓為8V，線圈的電阻R1為10Ω，調(diào)溫電阻R2最大阻值為120Ω；熱敏電阻R3的阻值隨溫度t變化的關(guān)系如圖2所示。R0和R3均置于恒溫箱中，當(dāng)繼電器線圈中的電流達(dá)到50mA時(shí)，繼電器的銜鐵會被吸下。求：（1）S閉合時(shí)，電磁鐵上端是N極（用字母表示），當(dāng)恒溫箱中溫度升高時(shí)，線圈中的電流將變大；（2）恒溫箱中溫度保持為40℃，R3的阻值為120Ω，此時(shí)R2的阻值為30Ω；（3）R0工作時(shí)，功率為550W，5min消耗的電能為1.65×105J；（4）該恒溫箱能設(shè)定的最高溫度為多少？【解答】解：（1）S閉合時(shí)，電流從電磁鐵的上端流入、下端流出，根據(jù)安培定則可知，電磁鐵上端是N極；由圖2可知，當(dāng)恒溫箱中溫度升高時(shí)，熱敏電阻R3的阻值變小，控制電路的總電阻變小，由I＝可知，控制電路的電流變大，則線圈中的電流將變大；（2）由題意可知，當(dāng)繼電器線圈中的電流達(dá)到I＝50mA＝0.05A時(shí)，繼電器的銜鐵會被吸下，此時(shí)恒溫箱中溫度最高，此時(shí)控制電路的總電阻：R總＝＝＝160Ω，由圖2可知，恒溫箱中溫度保持為40℃，熱敏電阻R3的阻值R3＝120Ω，因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，此時(shí)R2的阻值：R2＝R總﹣R3﹣R1＝160Ω﹣120Ω﹣10Ω＝30Ω；（3）R0工作時(shí)，功率：P＝＝＝550W，由P＝可得，5min消耗的電能：W＝Pt＝550W×5×60s＝1.65×105J；（4）當(dāng)恒溫箱能設(shè)定的溫度最高時(shí)，熱敏電阻R3的阻值最小，而此時(shí)控制電路的總電阻為160Ω不變，則熱敏電阻R3的最小阻值：R3?。絉總﹣R2大﹣R1＝160Ω﹣120Ω﹣10Ω＝30Ω，由圖2可知，該恒溫箱能設(shè)定的最高溫度為160℃。故答案為：（1）N；大；（2）120；30；（3）550；1.65×105；（4）該恒溫箱能設(shè)定的最高溫度為160℃。11．（2022?遵義）遵義某現(xiàn)代農(nóng)業(yè)園內(nèi)，一批名貴果樹苗急需持續(xù)澆灌。正在園區(qū)研學(xué)的某中學(xué)創(chuàng)客小組為園區(qū)設(shè)計(jì)了一個(gè)自動給水系統(tǒng)，電路如圖甲所示?？刂齐娐返碾娫措妷篣1恒為24V，線圈電阻不計(jì)，定值電阻R0為50Ω，R為壓敏電阻，其阻值隨所受壓力的變化圖像如圖乙所示。工作電路電源電壓U2恒為220V，包括注水裝置和給水裝置兩部分（圖中未明確）。圖丙為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖，其中壓敏電阻位于圓柱形水箱底部的受力板正下方，受力板面積S1和水箱底面積S2分別為0.02m2和0.45m2。給水裝置始終不停歇給水，當(dāng)通過線圈的電流I＝0.16A時(shí)，銜鐵剛好被吸下，注水裝置停止注水，此時(shí)電流表示數(shù)I1＝0.2A，當(dāng)水箱水位下降至0.5m時(shí)，銜鐵剛好被拉回，注水裝置又開始向水箱注水，此時(shí)電流表示數(shù)I2＝2.2A。（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）（1）圖甲中，甲、乙分別為A裝置；A.給水、注水B.注水、給水（2）求當(dāng)注水裝置停止注水時(shí)，水箱內(nèi)水位的高度；（3）若注水裝置每分鐘向水箱注水0.3m3，給水裝置每分鐘給水量為0.12m3，求注水裝置從最低水位加注至最高水位的過程中所消耗的電能?！窘獯稹拷猓海?）由題意可知，給水裝置始終不停歇給水，即給水裝置不受電磁鐵的控制，由圖甲工作電路可知，甲裝置不受電磁鐵的控制，因此甲裝置為給水裝置，當(dāng)銜鐵被吸下時(shí)觸點(diǎn)斷開，乙裝置停止工作，因此乙裝置是注水裝置，故選A；（2）圖甲控制電路中，定值電阻R0和壓敏電阻R串聯(lián)，由歐姆定律可知，注水裝置停止注水時(shí)控制電路的總電阻：R總＝＝＝150Ω，由串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可知，此時(shí)壓敏電阻R的阻值：R＝R總﹣R0＝150Ω﹣50Ω＝100Ω，由圖乙可知，此時(shí)受力板所受壓力500N，則受力板所受水的壓強(qiáng)：p＝＝＝2.5×104Pa；由p＝ρgh可知，水箱內(nèi)水的高度：h＝＝＝2.5m；（3）由題意可知，水箱中的最低水位為0.5m，最高水位為2.5m，因此水箱內(nèi)需要增加存留水的體積：V＝S2（h﹣h低）＝0.45m2×（2.5m﹣0.5m）＝0.9m3，則該過程需要的時(shí)間：t＝＝＝5min＝300s，由題知，銜鐵剛好被吸下，注水裝置停止注水，此時(shí)電流表示數(shù)I1＝0.2A，即通過給水裝置的電流為0.2A，注水裝置開始向水箱注水時(shí)，此時(shí)圖甲的工作電路中注水裝置和給水裝置并聯(lián)，電流表測干路電流，此時(shí)電流表示數(shù)I2＝2.2A，即總電流為2.2A，由并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知，通過注水裝置的電流為I注水＝I總﹣I給水＝I2﹣I1＝2.2A﹣0.2A＝2A，因此該過程中注水裝置所消耗的電能：W＝U2I注水t＝220V×2A×300s＝1.32×105J。答：（1）A；（2）當(dāng)注水裝置停止注水時(shí)，水箱內(nèi)水位的高度為2.5m；（3）注水裝置從最低水位加注至最高水位的過程中所消耗的電能為1.32×105J。12．（2022?淮安）如圖1所示，電水壺簡化電路圖中，R1和R2為發(fā)熱電阻，S1為總開關(guān)，S2為溫度開關(guān)，有1、2兩個(gè)觸點(diǎn)，控制壺的“加熱”和“保溫”兩擋，表中數(shù)據(jù)為電水壺的部分工作參數(shù)。水壺容量1L額定電壓220V加熱功率1100W電熱絲R1阻值176Ω（1）S1閉合，S2接1時(shí)，電水壺處于加熱檔。（2）電熱絲R2的阻值是多少？電水壺的保溫功率是多少？（3）電水壺中裝進(jìn)1L水正常工作，用溫度計(jì)測得水溫隨時(shí)間變化的圖像，則加熱2～4min內(nèi)水吸收熱量是多少？這段時(shí)間內(nèi)電水壺加熱效率η1是多少？取ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg?℃）。（4）電水壺4～6min內(nèi)的加熱效率為η2，根據(jù)圖像可判斷η1＞η2（選填“大于”“等于”或“小于”）?！敬鸢浮浚?）加熱；（2）電熱絲R2的阻值是44Ω；電水壺的保溫功率為220W；（3）加熱2～4min內(nèi)水吸收熱量是8.4×104J；這段時(shí)間內(nèi)電水壺加熱效率η1是63.6%；（4）＞。【解答】解：（1）由圖1可知，當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2接1時(shí)，只有R2工作，當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2接2時(shí)，R1、R2串聯(lián)；根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可知，串聯(lián)的總電阻大于任一分電阻，所以，當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2接1時(shí)，只有R2工作，電路中的電阻最小，根據(jù)P＝可知，此時(shí)的電功率最大，電水壺處于加熱擋；當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2接2時(shí)，R1、R2串聯(lián)，電路中的總電阻最大，電功率最小，電水壺處于保溫?fù)?；?）由表格數(shù)據(jù)可知，電水壺加熱擋的功率P加＝1100W，由P＝可知，R2的阻值：R2＝＝＝44Ω；電水壺處于保溫?fù)鯐r(shí)，R1、R2串聯(lián)，串聯(lián)的總電阻：R＝R1+R2＝176Ω+44Ω＝220Ω，電水壺的保溫功率：P保＝＝＝220W；（3）水的體積V＝1L＝1dm3＝1×10﹣3m3，由ρ＝可知，水的質(zhì)量：m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3＝1kg，由圖2可知，2～4min內(nèi)，水的初溫t0＝50℃，末溫t＝70℃，則2～4min內(nèi)水吸收熱量：Q吸1＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×1kg×（70℃﹣50℃）＝8.4×104J；由P＝可知，2～4min內(nèi)電水壺消耗的電能：W1＝P加t＝1100W×2×60s＝1.32×105J，這段時(shí)間內(nèi)電水壺加熱效率η1＝×100%＝×100%≈63.6%；（4）由圖可知，電水壺4～6min內(nèi)水的溫度由70℃升高到85℃，水的溫度變化Δt＝85℃﹣70℃＝15℃，4～6min內(nèi)水吸收的熱量：Q吸2＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg?℃）×1kg×15℃＝6.3×104J，4～6min內(nèi)電水壺消耗的電能：W2＝P加t＝1100W×2×60s＝1.32×105J，電水壺4～6min內(nèi)的加熱效率為η2＝×100%＝×100%≈47.7%，則η1＞η2。答：（1）加熱；（2）電熱絲R2的阻值是44Ω；電水壺的保溫功率為220W；（3）加熱2～4min內(nèi)水吸收熱量是8.4×104J；這段時(shí)間內(nèi)電水壺加熱效率η1是63.6%；（4）＞。13．（2022?沈陽）小雨家買了一臺儲水式電熱水器。外觀如圖甲所示，圖乙是熱水器剖視圖。熱水器的內(nèi)膽是密封的，里面有兩個(gè)通到外部的水管，a是熱水出水管，b是冷水進(jìn)水管。c和d是兩個(gè)外層包有絕緣材料的電加熱管。（1）關(guān)于電熱水器下列說法中正確的是B；A．電源指示燈發(fā)出的紅光是紅外線B．電加熱管通電時(shí)電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C．電加熱管里電阻絲用電阻小、熔點(diǎn)低的材料制成（2）電熱水器要使用三腳插頭，是為了使電熱水器的金屬外殼與大地相連；（3）如圖甲所示，在熱水管和冷水管交會處安有一個(gè)水龍頭。水龍頭的手柄做的較長，這個(gè)水龍頭的手柄相當(dāng)于一個(gè)省力（選填“省力”、“費(fèi)力”或“等臂”）杠桿；（4）電熱水器內(nèi)膽充滿水后才能通電加熱。電加熱管周圍的水吸收熱量溫度升高，水的體積膨脹，密度變?。唬?）為了防止電熱水器漏電，電熱水器生產(chǎn)廠家利用自來水導(dǎo)電能力差的特性，發(fā)明了一種“防電墻”技術(shù)。即用一段空心絕緣管替換一段熱水出水管。通過改變此管的內(nèi)徑和長度來改變管內(nèi)水的電阻的大小。如圖丙所示，四個(gè)用同種材料制成的空心絕緣管，A和B內(nèi)徑相同，C和D內(nèi)徑相同，A、B的內(nèi)徑大于C、D的內(nèi)徑。為了增大流經(jīng)空心絕緣管內(nèi)水的電阻，減小漏電電流，如果你是設(shè)計(jì)師，會選用圖丙中的D絕緣管；（6）電熱水器面板上有兩個(gè)控制開關(guān)S1、S2，兩個(gè)電加熱管分別用R1、R2表示，要求S1單獨(dú)控制R1，S2單獨(dú)控制R2，兩個(gè)開關(guān)同時(shí)閉合時(shí)R1與R2同時(shí)加熱。請你在圖丁中，用筆畫線代替導(dǎo)線，補(bǔ)全開關(guān)控制電加熱管的電路，且符合安全用電的原則?！敬鸢浮浚?）B；（2）大地；（3）省力；（4）??；（5）D；（6）見解析。【解答】解：（1）電源指示燈發(fā)出的紅光是可見光，不是紅外線；電加熱管里電阻絲用電阻大、熔點(diǎn)高的材料制成；電加熱管通電時(shí)電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故B正確。（2）電熱水器要使用三腳插頭，是為了使電熱水器的金屬外殼能夠接地，防止漏電造成事故。（3）水龍頭的手柄做的較長，使用開關(guān)時(shí)，動力臂較長能夠省力，所以是省力杠桿。（4）電加熱管周圍的水吸收熱量溫度升高，水的體積膨脹，水的質(zhì)量不變，所以密度變小。（5）廠家利用自來水導(dǎo)電能力差的特性，發(fā)明了一種“防電墻”技術(shù)，所以需要電阻大，同種材料，橫截面積越小，長度越長，電阻越大，所以選擇D絕緣管。（6）由題意可知R1與R2并聯(lián)，兩個(gè)開關(guān)分別控制兩個(gè)電阻，為了用電安全，必須把開關(guān)與火線相連，如下圖所示：故答案為：（1）B；（2）大地；（3）省力；（4）?。唬?）D；（6）見解析。14．（2022?云南）如圖所示，電源電壓恒定，R1＝30Ω，當(dāng)S閉合、S1斷開時(shí)，電流表的示數(shù)為0.2A；當(dāng)S、S1都閉合時(shí)，電流表的示數(shù)為0.5A。求（1）電源電壓；（2）R2的阻值；（3）S、S1都閉合時(shí)，通電1min電流通過R2做的功?！窘獯稹拷猓海?）當(dāng)S閉合、S1斷開時(shí)，電路為R1的簡單電路，電流表測電路中的電流，由I＝可得，電源的電壓：U＝I1R1＝0.2A×30Ω＝6V；（2）當(dāng)S、S1都閉合時(shí)，R1與R2并聯(lián)，電流表測干路電流，因并聯(lián)電路中各支路獨(dú)立工作、互不影響，所以，通過R1的電流不變，因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，所以通過R2的電流：I2＝I﹣I1＝0.5A﹣0.2A＝0.3A，因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，所以電阻R2的阻值：R2＝＝＝20Ω；（3）S、S1都閉合時(shí)，通電1min電流通過R2做的功為：W＝UI2t＝6V×0.3A×60s＝108J。答：（1）電源的電壓為6V；（2）電阻R2的阻值為20Ω；（3）S、S1都閉合時(shí)，通電1min電流通過R2做的功為108J。15．（2022?株洲）圖甲為電子自動保溫電飯鍋簡化后的電氣原理圖，R1是鍋底發(fā)熱板的電阻，R2是鍋身和鍋蓋的發(fā)熱器的電阻，S是溫控開關(guān)，能在觸點(diǎn)a和b間切換工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)電飯鍋加熱和保溫。在某次煮飯過程中，電飯鍋消耗的電能W與工作時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示。（1）據(jù)圖甲可知，溫控開關(guān)S與觸點(diǎn)a接觸時(shí)，電阻R1通電，電飯鍋加熱；溫控開關(guān)S與觸點(diǎn)b接觸時(shí)，電阻R1、R2通電，電飯鍋保溫。（2）據(jù)圖乙可知，電飯鍋的加熱功率為800W，電飯鍋的保溫功率為80W。（3）求電阻R1和R2的阻值?！敬鸢浮浚?）a；R1；b；R1、R2；（2）800；80；（3）電阻R1和R2的阻值分別為60.5Ω、544.5Ω?！窘獯稹拷猓海?）由圖甲可知，當(dāng)開關(guān)S與觸點(diǎn)a連接時(shí)，電路中只接R1，電路中電阻較小，電功率為：P加熱＝，此時(shí)為加熱狀態(tài)；當(dāng)開關(guān)S與觸點(diǎn)b連接時(shí)，電路中R1、R2串聯(lián)，電路中電阻較大，電功率為：P保＝，此時(shí)為保溫狀態(tài)；（2）據(jù)圖乙可知，電飯鍋的加熱消耗的電能W＝4.8×105J；加熱時(shí)間t＝10min，電飯鍋的加熱功率為P加熱＝＝＝800W；電飯鍋的保溫消耗的電能W′＝6×105J﹣4.8×105J＝1.2×105J；保溫時(shí)間t′＝35min﹣10min＝25min，電飯鍋的保溫功率為P保溫＝＝＝80W；（3）根據(jù)P＝可得，R1的阻值：R1＝＝＝60.5Ω；由P保＝＝＝80W，解得：R2＝544.5Ω。故答案為：（1）a；R1；b；R1、R2；（2）800；80；（3）電阻R1和R2的阻值分別為60.5Ω、544.5Ω。16．（2022?衡陽）如圖甲所示，電源兩端電壓恒為3V，開關(guān)S閉合，當(dāng)滑動變阻器R2的滑片P移動到某一位置時(shí)，電壓表的示數(shù)為1.8V，電流表的示數(shù)如圖乙所示。（1）讀出電流表的示數(shù)為0.3A；（2）求定值電阻R1的阻值；（3）求此時(shí)滑動變阻器R2的電功率?！敬鸢浮浚?）0.3；（2）6Ω；（3）0.36W?！窘獯稹拷猓海?）電流表使用的路程為0～0.6A，分度值為0.02A，指針?biāo)傅碾娏髦禐?.3A。（2）根據(jù)歐姆定律，電阻R1＝＝＝6Ω；（3）變阻器R2的電壓為：U2＝U﹣U1＝3V﹣1.8V＝1.2V，變阻器R2的電功率為：P2＝U2I＝1.2V×0.3A＝0.36W。故答案為：（1）0.3；（2）6Ω；（3）0.36W。17．（2022?晉中）汽車已進(jìn)入千家萬戶。在綜合實(shí)踐活動中，合作小組的同學(xué)們對小亮家的汽車中有關(guān)物理學(xué)的知識進(jìn)行了專項(xiàng)研究，請你幫助他們完成以下兩方面的實(shí)踐活動。實(shí)踐活動一：設(shè)計(jì)制作汽車加熱坐墊同學(xué)們想利用車上提供的電壓為12V的電源，設(shè)計(jì)具有加熱和保溫兩擋功能的汽車座椅加熱坐墊。他們在網(wǎng)上購買了兩個(gè)阻值為6Ω的加熱電阻片，若干導(dǎo)線和開關(guān)。（1）請你幫助他們設(shè)計(jì)電路；（2）求自制加熱坐墊的加熱和保溫功率。實(shí)踐活動二：研究汽車中的動力學(xué)（1）如圖甲所示，是小亮家汽車的動力系統(tǒng)。該汽車發(fā)動機(jī)實(shí)質(zhì)是汽油機(jī)，它把燃料燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，再通過傳動機(jī)構(gòu)，將動力傳給車輪，使汽車行駛。（2）請?jiān)趫D乙中畫出汽車在水平地面上靜止時(shí)受力的示意圖。（3）汽車整車質(zhì)量約為1.6t，靜止時(shí)車輪與地面的總接觸面積約為0.16m2，求汽車靜止時(shí)對水平地面的壓強(qiáng)。（g取10N/kg）（4）如圖丙所示，是合作小組的同學(xué)們利用頻閃攝影技術(shù)研究汽車的運(yùn)動狀態(tài)時(shí)，相機(jī)每隔0.5s曝光一次，拍攝到的汽車在平直公路上行駛的頻閃照片。若車身長3m，求拍攝過程中汽車的行駛速度。（5）查閱資料可知，汽車行駛時(shí)所受阻力約為車重的0.3倍，求拍攝過程中汽車發(fā)動機(jī)的輸出功率?！窘獯稹拷猓簩?shí)踐活動一：根據(jù)P＝可知，在電源電壓不變的情況下，總電阻大，電功率小，通過開關(guān)的轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)電路中電阻的變化。（2）解法一：（1）電路設(shè)計(jì)如圖所示：（2）當(dāng)開關(guān)S1、S2都閉合，電阻R2被短接，電路中只有R1工作，電路處于較大功率的加熱擋：由I＝、P＝UI得，加熱功率：P加熱＝＝＝24W；當(dāng)開關(guān)S1閉合，S2斷開，電阻R1與R2串聯(lián)，電路處于較小功率的保溫?fù)酰弘娐返目傠娮鑂串＝R1+R2＝6Ω+6Ω＝12Ω，保溫?fù)豕β剩篜保溫＝＝＝12W；解法二：（1）電路設(shè)計(jì)如圖所示：（2）當(dāng)開關(guān)S1、S2都閉合，電阻R1、R2并聯(lián)接在電源上，電路處于較大功率的加熱擋：電阻R1功率：P1＝＝＝24W；電阻R2功率：P2＝＝＝24W；加熱功率：P加熱＝P1+P2＝24W+24W＝48W；當(dāng)開關(guān)S閉合、S1斷開，電阻R1斷路，電路中只有R2工作，電路處于較小功率的保溫?fù)酰罕毓β剩篜保溫＝P2＝＝＝24W。實(shí)踐活動二：（1）汽車發(fā)動機(jī)實(shí)質(zhì)是汽油機(jī)，它把燃料燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為活塞的機(jī)械能，再通過傳動機(jī)構(gòu)，將動力傳給車輪，使汽車行駛；（2）汽車在水平地面上靜止時(shí)受到重力和地面對汽車的支持力這一對平衡力的作用，力的示意圖如圖所示：（3）汽車的質(zhì)量：m＝1.6t＝1.6×103kg，該汽車靜止時(shí)對水平地面的壓力：F＝G＝mg＝1.6×103kg×10N/kg＝1.6×104N，靜止時(shí)車輪與地面的總接觸面積約為：S＝0.16m2，對水平地面的壓強(qiáng)：p＝＝＝1×105Pa；（4）如下圖所示汽車長：L＝3m，用刻度尺量出汽車行駛的路程s＝6L＝6×3m＝18m，汽車行駛時(shí)間：t＝3×0.5s＝1.5s，汽車行駛的速度：v＝＝＝12m/s，（5）汽車行駛的阻力：f＝0.3G＝0.3×1.6×104N＝4.8×103N，汽車勻速行駛，受到的牽引力：F牽引＝f＝4.8×103N，由P＝＝＝Fv可得，汽車發(fā)動機(jī)輸出功率：P＝F牽引v＝4.8×103N×12m/s＝5.76×104W＝57.6kW。答：實(shí)踐活動一：（1）設(shè)計(jì)電路如圖所示；解法一：解法二：（2）解法一：自制加熱坐墊的加熱功率為24W和保溫功率12W；解法二：自制加熱坐墊的加熱功率為48W和保溫功率24W。實(shí)踐活動二：（1）機(jī)械；（2）汽車在水平地面上靜止時(shí)受力的示意圖如圖：（3）汽車靜止時(shí)對水平地面的壓強(qiáng)是1×105Pa；（4）拍攝過程中汽車的行駛速度為12m/s；（5）拍攝過程中汽車發(fā)動機(jī)的輸出功率57.6kW。18．（2022?鄂州）如圖所示，科技制作小組運(yùn)用電學(xué)知識設(shè)計(jì)了一個(gè)電子身高測量儀。已知定值電阻R1＝5Ω，電源電壓恒為4V，R2的規(guī)格為“20Ω0.5A”，電壓表量程為0～3V，電流表量程為0～0.6A。根據(jù)以上信息，請回答下列問題。（1）當(dāng)被測身高增加時(shí)，電壓表的示數(shù)變大（選填“變大”、“變小”或“不變”）；（2）當(dāng)R2實(shí)際接入的電阻值為5Ω時(shí)，電流表的讀數(shù)是多少？（3）為保證各元件安全，變阻器R2接入電路中的阻值范圍是多少？【答案】（1）變大；（2）0.4A；（3）3Ω～15Ω?！窘獯稹拷猓海?）由電路圖可知，該電路是串聯(lián)電路、電壓表測滑動變阻器兩端電壓，電流表測電路中的電流，被測身高增加時(shí)，滑動變阻器電阻棒接入電路的長度增加，滑動變阻器接入電路的阻值變大，串聯(lián)電路中元件兩端的電壓和它的電阻成正比，所以滑動變阻器兩端的電壓變大，即電壓表的示數(shù)變大；（2）當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，R1R2串聯(lián)，根據(jù)歐姆定律可知電流表的示數(shù)：IA＝＝＝0.4A；（3）R2的規(guī)格為“20Ω0.5A”，電壓表量程為0～3V，電流表量程為0～0.6A，為了保證電路中各元件安全工作，電路中的最大電流為0.5A，此時(shí)的總電阻R總＝＝＝8Ω，滑動變阻器接入電路的最小電阻R2?。絉總﹣R1＝8Ω﹣5Ω＝3Ω，滑動變阻器接入電路的電阻最大時(shí)，滑動變阻器兩端的電壓最大，最大電壓為3V，定值電阻R1兩端電壓U1＝U﹣U2＝4V﹣3V＝1V，串聯(lián)電路各處電流都相等，則＝，即＝，解得此時(shí)R2＝15Ω，所以變阻器接入電路的阻值范圍是3Ω～15Ω。故答案為：（1）變大；（2）0.4A；（3）3Ω～15Ω。19．（2022?婁底）小明的媽媽為奶奶買了一個(gè)電熱足浴盆。其加熱系統(tǒng)中加熱電阻額定電壓為220V，額定功率為1210W，問：（1）加熱系統(tǒng)中加熱電阻的阻值為多少。（2）小明幫奶奶泡腳時(shí)，向足浴盆中加入5kg初溫為20℃的水，加熱系統(tǒng)將水加熱到40℃，此加熱過程中水吸收的熱量是多少。（c水＝4.2×103J/（kg?℃）（3）足浴盆開啟加熱狀態(tài)后，關(guān)閉其他用電器，如圖所示的電能表鋁盤在3min內(nèi)轉(zhuǎn)了150圈，求足浴盆的實(shí)際功率?！窘獯稹拷猓海?）由P＝可知，加熱電阻的阻值：R＝＝＝40Ω，（2）水吸收的熱量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×5kg×（40℃﹣20℃）＝4.2×105J；（3）足浴盆在這段時(shí)間內(nèi)消耗的電能：W＝＝0.05kW?h，時(shí)間t＝3min＝h＝0.05h，足浴盆的實(shí)際功率P實(shí)＝＝＝1kW＝1000W。答：（1）加熱系統(tǒng)中加熱電阻的阻值為40Ω；（2）此加熱過程中水吸收的熱量是4.2×105J；（3）足浴盆的實(shí)際功率是1000W。20．（2022?赤峰）學(xué)校樓道的燈長時(shí)間工作，容易被燒壞，電工師傅說：串聯(lián)一個(gè)燈，既省電，又不容易燒毀，還可以再安裝一個(gè)開關(guān)，選擇不同的模式照明。小明同學(xué)不太理解這種做法，連接了模擬電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析。模擬電路如圖所示，已知電源電壓為6V保持不變，小燈泡L1上標(biāo)有“6V9W”，小燈泡L2的電阻為2Ω，忽略溫度對燈絲電阻的影響。（1）兩個(gè)開關(guān)都閉合時(shí)，求電路中電流和L1的電阻；（2）閉合S、斷開S1，求：①電路中的電流；②電路的總功率和L1的實(shí)際功率。（3）小明看見：兩燈串聯(lián)共同照明比L1正常照明亮度低。請用本題中的具體數(shù)據(jù)加以解釋?！窘獯稹拷猓海?）兩個(gè)開關(guān)都閉合時(shí)，L2被短路，電路為L1的簡單電路，因此時(shí)L1兩端的電壓和電源的電壓相等，即L1正常發(fā)光，所以，由P＝UI可得，電路中電流：I1＝＝＝1.5A，由I＝可得，L1的電阻：R1＝＝＝4Ω；（2）閉合S、斷開S1時(shí)，L1與L2串聯(lián)。①因串聯(lián)電路中總電阻等于各串聯(lián)電阻之和，所以，電路中的電流：I＝＝＝＝1A；②電路的總功率：P＝UI＝6V×1A＝6W，L1的實(shí)際功率：P1實(shí)＝I2R1＝（1A）2×4Ω＝4W；（3）兩燈串聯(lián)共同照明時(shí)的總功率P＝6W，L1正常照明時(shí)功率為P1＝9W，即P＜P1，由燈泡的亮暗取決于實(shí)際功率的大小可知，兩燈串聯(lián)共同照明比L1正常照明亮度低。答：（1）兩個(gè)開關(guān)都閉合時(shí)，電路中電流為1.5A，L1的電阻為4Ω；（2）①電路中的電流為1A；②電路的總功率為6W，L1的實(shí)際功率為4W；（3）兩燈串聯(lián)共同照明時(shí)的總功率6W小于L1正常照明時(shí)功率9W，由燈泡的亮暗取決于實(shí)際功率的大小可知，兩燈串聯(lián)共同照明比L1正常照明亮度低。21．（2022?海南）小明是家務(wù)小能手，經(jīng)常用掛燙機(jī)熨燙衣服。掛燙機(jī)是通過電熱絲加熱水箱中的水，產(chǎn)生水蒸氣來熨燙衣服。它的正常工作電壓為220V，水箱最多裝水0.2kg，加熱功率有大、小兩個(gè)擋位，其工作原理圖如圖甲所示。其中電熱絲R1＝60Ω，R2＝40Ω。（1）熔斷器在電路中起到保護(hù)電路作用。（2）若將水箱中0.2kg的水從20℃加熱到100℃，水吸收多少熱量？[水的比熱容c＝4.2×103J/（kg?℃）]（3）掛燙機(jī)在大擋位工作時(shí)的額定功率是多大？（4）小明是一個(gè)愛思考的孩子，他把電路原理圖改為乙圖，也設(shè)有兩個(gè)擋位。已知熔斷器允許通過的最大電流為8A，請判斷乙圖電路是否合理，通過計(jì)算說明原因?！窘獯稹拷猓海?）當(dāng)家庭電路中電流過大時(shí)，熔斷器會自行熔斷，從而切斷電路，起到保護(hù)電路的作用。（2）水吸收的熱量＝6.72×104J。（3）當(dāng)電路中只有R2工作時(shí)為大擋位，其額定功率。（4）R1、R2并聯(lián)時(shí)，電路總電流最大，，。I總＝I1+I2＝3.67A+5.5A＝9.17A